機械制造課程設(shè)計劉濤

1、 萍鄉(xiāng)高專機械制造課程設(shè)計說 明 書學(xué) 院： 機電 班 級： 09機械二班 完 成 人：姓 名： 劉濤 學(xué) 號：09352085 姓 名： 何曉慧 學(xué) 號：09352086 姓 名：江從有 學(xué) 號： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 何萍 2011年月日目錄摘要21 引言22 課程設(shè)計的目的23 零件的分析33.1分析零件的作用及技術(shù)要求33.2分析零件的主要加工表面33.3分析零件的材質(zhì)、熱處理及機械加工工藝性43.4畫零件圖44選擇毛坯的制造方式45機械加工工藝路線55.1制定加工工藝路線55.2選擇定位基準65.3必要工序尺寸的計算6 5.3.1支承孔的工序尺寸及公差計算6 5.3.2底面

2、A的工序尺寸及公差計算8 5.3.3其他加工面的加工余量的確定95.4選擇機床及對應(yīng)夾具、量具、刃具105.4.1選擇機床10 5.4.2選擇夾具10 5.4.3選擇刃具10 5.4.4選擇刃具115.5確定切削用量116夾具的設(shè)計15參考文獻44設(shè)計套筒座的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備摘要：本次課程設(shè)計的課題是套筒座的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備的設(shè)計，主要的設(shè)計內(nèi)容包括套筒座的毛坯圖，零件圖，夾具裝配圖及裝配圖上的兩個零件圖，還有工藝過程卡片和工序卡各一張。首先是設(shè)計機械加工工藝規(guī)程，然后是機械加工工序設(shè)計，最后是機床夾具的設(shè)計。1 引言 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)是機械類專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容

3、覆蓋金屬切削原理和刀具、機械加工方法及設(shè)備、互換性與測量技術(shù)、機械制造工藝學(xué)及工藝裝備等，因而也是一門實踐性和綜合性很強的課程，必須通過實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)才能使學(xué)生對該課程的基礎(chǔ)理論有更深刻的理解，也只有通過實踐才能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力和獨立工作能力。因此，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計應(yīng)運而生，也成為機械類專業(yè)的一門重要實踐課程。2 課程設(shè)計的目的本課程設(shè)計是重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一。是在完成生產(chǎn)實習(xí)，學(xué)完機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和其它專業(yè)課程之后進行的。學(xué)生通過該課程設(shè)計，將所學(xué)理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，得到解決問題和分析問題能力的初步培養(yǎng),另外也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計、走上工作崗位進行一次綜合訓(xùn)練。通過該課程

4、設(shè)計，應(yīng)在下述各方面得到鍛煉：1具有制定工藝規(guī)程的初步能力。能綜合運用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和其他課程的基本理論和方法，正確的制定一個零件的機械加工工藝規(guī)程。2具有設(shè)計專用夾具的初步能力，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。3結(jié)合工藝設(shè)計內(nèi)容，能夠熟練的應(yīng)用工藝計算方法，正確的進行工藝計算，如工藝參數(shù)、切削力、切削功率、切削速度、定位誤差、夾緊力等。4進一步提高查閱資料，熟練地使用設(shè)計手冊、參考資料等方面的能力。5通過設(shè)計的全過程，學(xué)會進行工藝設(shè)計的程序和方法，培養(yǎng)獨立思考和獨立工作的能力。3 零件的分析3.1 分析零件的作用及技術(shù)要求 套筒座顧名思義就是支承套筒的作用，起定位、夾緊套筒的作用。技術(shù)要求有套筒座的圓角

5、為R3-R5，倒角1.5，套筒支承孔是重要表面，所以其精度要求很高。而加工套筒支承孔需要底面作精基準，所以底面的粗糙度也有很高的要求。底面的6個螺栓孔上表面也有表面粗糙度的要求，還有套筒支承孔自身有個圓柱度要求。具體的要求是：套筒支承孔對底面的平行度為0.01；套筒支承孔的圓柱度是0.01；套筒支承孔內(nèi)表面粗糙度R值為1.6；底面的表面粗糙度要求是R值為1.6；底面6個螺栓孔上表面粗糙度要求是R值為1.6；還有套筒支承孔兩斷面表面粗糙度是R值為6.3；頂面螺紋孔上表面粗糙度要求是R值為12.5。3.2 分析零件的主要加工表面套筒座的主要加工表面是套筒支承孔和底面、支承孔兩端面。因為這是與其他零

6、件直接接觸的表面，對加工及加工精度有很大的影響。套筒支承孔的內(nèi)表面必須要有足夠的粗糙度才能保證零件的加工要求同時必須相對于底面又要有很高的平行度，因為支承孔的軸線與底面的定位有很大的關(guān)系。同時底面要有足夠的粗糙度才能保證與支承孔軸線的平行度。支承孔兩端面的表面粗糙度沒有前面的要求高，能達到6.3就可以了。3.3 分析零件的材質(zhì)、熱處理及機械加工工藝性本零件的主要作用是支承作用，根據(jù)零件的復(fù)雜程度，我們選擇鑄造制作毛坯。選擇HT250，其強度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性良好，鑄造性能較優(yōu)。需要進行人工時效處理，即將鑄件重新加熱到530-620C，經(jīng)長時間保溫（2-6h），利用塑性變形降低應(yīng)力，

7、然后在爐內(nèi)緩慢冷卻至200C以下出爐空冷。經(jīng)時效退火后可消除90%以上的內(nèi)應(yīng)力。該零件的機械加工工藝性我覺得很好，因為其結(jié)構(gòu)工藝性良好，需要精加工的內(nèi)孔相對于不加工的內(nèi)孔有臺階，便于退刀。另外還有2個加強筋。重要加工面都有技術(shù)要求，符合使用性能。3.4畫零件圖見附頁4 選擇毛坯的制造方式 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求，本零件是中批、大批大量生產(chǎn)，還有零件的復(fù)雜程度及加工表面與非加工表面的技術(shù)要求，我們選擇毛坯的制造方式為鑄造。鍛造難達到這樣的形狀要求，生產(chǎn)成本也較高。鑄造可以大批量生產(chǎn)，成本較低，能夠造出這樣零件形狀復(fù)雜的鑄件。根據(jù)機械制造工藝設(shè)計簡明手冊（機械工業(yè)出版出版社、哈爾濱工業(yè)大學(xué)李益民主編）

8、 零件材料為HT250鋼，采用金屬型鑄造，精度可達到3.210，因此毛坯的加工余量比較小。5 機械加工工藝路線5.1制定加工工藝路線方案一：工序10：以70mm處外圓及端面定位，粗銑底面A；工序20：以粗銑后的底面A為定位基準，粗銑底面孔平面及上面的螺紋孔面；工序30：以70mm處外圓及底面A定位，粗銑支承孔右端面及底面的右端面；工序40：以粗加工的圓70mm處外圓及底面A定位，粗銑支承孔左邊端面；工序50：以粗加工的底面A定位，第一次鉆螺紋孔5mm和底面孔9.8mm；工序60：以粗加工的底面A和工藝孔作為精基準，粗鏜支承孔；工序70：以70mm圓及兩端面定位，半精銑底面A；工序80：以半精銑

9、的底面A定位，半精鏜支承孔；工序90：以粗加工的70mm及兩端面定位精銑底面A至尺寸；工序100：以精銑后的底面A定位，精銑底面螺栓孔；工序110：精鏜孔50H7至尺寸并倒角；工序120：以精加工后的底面A定位，攻螺紋M6及擴孔10.5并倒角；工序130：檢驗入庫。方案二：工序10：粗銑套筒座底面A；工序20：粗銑6個20及2個12凸臺端面到尺寸；工序30：粗銑套筒座的左右端面到尺寸；工序40：粗鏜50H7的孔；工序50：半精銑套筒座底面；工序60：半精鏜50H7的孔；工序70：精銑套筒座底面到尺寸；工序80：精鏜50H7的孔到尺寸并倒角；工序90：鉆6個10.5孔到尺寸并倒角；工序100：鉆

10、攻2個M6的螺紋并倒角；工序110：檢驗入庫。方案對比：方案一和方案二的第10、20工序都體現(xiàn)了工序集中，操作方便。方案一的相比于方案二加工兩端面更為具體詳細，因為兩端面應(yīng)該是不同工序，必須重新定位夾緊。方案一在粗鏜之前進行了鉆孔，而方案二在最后才進行鉆孔、擴孔、攻螺紋。這樣可能會影響之前已經(jīng)加工好的表面。原則上也是不允許的。方案一做到了先面后孔、先粗后精。因為該零件是大批大量生產(chǎn)，考慮工廠的具體條件等因素，如設(shè)備、工、夾、量具等，故選擇法案一。從方案一可以看出粗加工有粗銑底面A、粗銑底面孔平面及上面的螺紋孔面、粗銑支承孔右端面及底面的右端面、粗銑支承孔左邊端面、鉆螺紋孔5mm和底面孔9.8m

11、m、粗鏜支承孔。半精加工有半精銑底面A、半精鏜支承孔。精加工有精銑底面A、精鏜底面螺栓孔、精鏜孔50H7至尺寸并倒角、攻螺紋M6及擴孔10.5并倒角。5.2選擇定位基準 粗基準的選擇應(yīng)是未經(jīng)加工的面，第一步工序是粗銑底面A，我們選擇70的兩端面作為粗基準，然后以加工后的底面A為精基準加工幾個孔的上表面及70的兩個端面和底面A的右端面。再以底面A和工藝孔為精基準加工支承孔，這樣就可以達到技術(shù)要求。所以粗基準就是70的兩端面，精基準就是底面A和幾個工藝孔。所以我們加工都是先加工精基準。5.3必要工序尺寸的計算套筒座的支承孔和底面A是重要的表面下面我們進行工序尺寸的計算。5.3.1支承孔的工序尺寸及

12、公差計算支承孔孔徑50H7，表面粗糙度為1.6，加工方案為粗鏜、半精鏜、磨削，下面求解各道工序尺寸及公差。（1）用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下。精鏜加工余量=0.3mm(見課程設(shè)計手冊表5-40) 半精鏜加工余量=0.8mm(見課程設(shè)計手冊表5-39)粗鏜加工余量=4mm(見課程設(shè)計手冊表5-39)毛坯總余量=各工序余量之和=（0.3+0.8+4）mm=5.1mm（2）計算各工序尺寸的基本尺寸磨削后孔徑應(yīng)達到圖樣規(guī)定尺寸，因此磨削工序尺寸即圖樣上的尺寸=mm（設(shè)計尺寸）。其他各道工序基本尺寸依次為半精鏜=（50-0.3）mm=49.7mm粗鏜=(49.7-0.8)mm=48.9

13、mm毛坯=（48.9-4）mm=44.9mm（3）確定各道工序尺寸的公差及其偏差。 工序尺寸的公差按各加工方法所能達到的經(jīng)濟精度確定，查閱相關(guān)“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”教材中各種加工方法的經(jīng)濟加工精度表或參閱機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計圖2-9進行選擇。 精鏜前半精鏜取IT10級，查表得=0.10mm(機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表3-4)粗鏜取IT12級，查表得=0.25mm(機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表3-4)毛坯公差取自毛坯圖，這里查閱機械零件工藝性手冊（GB/T 6414-1999），取=2mm。（4）工序尺寸偏差按“入體原則”標(biāo)注精鏜：mm半精鏜：mm粗鏜：mm毛坯孔：mm為了清楚起見，把上述計算結(jié)

14、果匯于表5-1中。 表5-1 孔的工序尺寸及公差的計算 mm工序名稱工序間雙邊余量工序達到的公差工序尺寸及公差精鏜0.3IT9半精鏜0.8IT10粗鏜4IT12毛坯孔-mm5.3.2底面A的工序尺寸及公差計算底面A經(jīng)過了粗銑、半精銑和磨削。（1）用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下精銑加工余量=0.5mm(見課程設(shè)計手冊表5-52)半精銑加工余量=1.3mm(見課程設(shè)計手冊表5-51)粗銑加工余量=2mm(見課程設(shè)計手冊表5-49)毛坯總余量=各工序余量之和=（0.5+1.3+2）mm=3.8mm（2）計算各工序尺寸的基本尺寸。精銑平面后應(yīng)該達到規(guī)定的尺寸，因此磨削工序尺寸即是圖樣上

15、的尺寸，表面粗糙度1.6，磨削能達到的等級取H=mm。其他各工序基本尺寸依次為半精銑H=（10+0.5）mm=10.5mm粗銑H=（10.5+1.3）mm=11.8mm毛坯H=（11.8+2）mm=13.8mm（3）確定各工序尺寸的公差及其偏差。工序尺寸的公差按各加工方法所能達到的經(jīng)濟精度確定，查閱相關(guān)“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”教材中各種加工方法的經(jīng)濟加工精度表或參閱機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計圖2-10進行選擇。精銑前半精銑去IT11級，查表得T=0.25mm(機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表3-4)粗銑取IT12，查表得T=0.4mm(機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表3-4)毛坯公差取自毛坯圖，這里查閱機械零件

16、工藝性手冊（GB/T 6414-1999），取=2mm。 (4)工序尺寸偏差的標(biāo)注精銑：mm半精銑：mm 粗銑：mm毛坯：mm為了清楚起見，把上述計算結(jié)果匯于表5-2中。 表5-2 底面的工序尺寸及公差的計算 mm工序名稱工序間余量工序達到的公差工序尺寸及公差精銑0.5IT8半精銑1.3IT11粗銑2IT12毛坯-mmmm5.3.3其他加工面的加工余量的確定具體可以根據(jù)相應(yīng)的表查出結(jié)果如下粗銑底面工藝孔凸臺平面（1.0mm）及螺紋上表面（1.0mm）。粗銑支承孔的兩個端面及底面右端面（3mm）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以畫出零件的毛坯圖，見附頁（見圖紙1）。5.4選擇機床及對應(yīng)夾具、量具、刃具。5.4.1

17、選擇機床 （1）工序10、20、30、40、70是銑削加工，各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，根據(jù)工件尺寸選用X5020A立式銑床。（機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表5-5）（2）工序50、120是鉆孔、擴孔、攻螺紋。根據(jù)工件尺寸可以選用Z5125A型立式鉆床。（機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表5-6）（3）工序60、80是粗鏜，半精鏜，根據(jù)工件尺寸可以選用T618型臥式鏜床。（機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表5-9）5.4.2選擇夾具 除粗鏜、半精鏜及精鏜支承孔需要用專用夾具外，其他的都可以用通用夾具。5.4.3選擇量具本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和

18、形狀特點，參考本書有關(guān)資料，選擇如下。（1）加工底面及孔凸臺平面時可用分度值0.01mm的螺旋測微器。（2）選擇加工孔用量具。50H7mm孔經(jīng)粗鏜、半精鏜、精鏜三次加工。粗鏜至mm，半精鏜mm。 粗鏜孔mm，公差等級為ITl2，選擇測量范圍30mm-60mm的內(nèi)徑千分尺即可。 半精鏜孔mm，公差等級為IT10，選擇測量范圍30mm-60mm的內(nèi)徑千分尺即可。 精鏜孔mm，由于精度要求高，加工時每個工件都需進行測量，故宜選用極限量規(guī)。根據(jù)孔徑可選三牙鎖緊式圓柱塞規(guī)（GB/T 6322-1986)。（3）選擇加工軸向尺寸所用量具可以選用0.05的游標(biāo)卡尺進行測量。其他的可以選用通用量具。5.4.4

19、選擇刃具 （1）銑削底面、孔凸臺表面時，選用高速鋼鑲齒圓柱銑刀，直徑D=80（2）鏜孔時選用機夾單刃鏜刀（3）鉆孔mm時，選用直柄麻花鉆，直徑mm。（4）鉆孔mm時，選用直柄麻花鉆，直徑mm。（5）攻螺紋時用M6的螺紋刀。（6）擴孔mm時，用直徑是的高速鋼錐柄擴孔鉆。5.5 確定切削用量工序10 粗銑（1）確定切削用量a確定背吃刀量粗銑時，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個工作行程完成，所以粗銑底面A的加工余量為2mm，選擇背吃刀量。b確定進給量 根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表5-72，選擇每齒進給量為0.2mm/z. c選取切削速度 根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表5-72

20、，選擇切削速度。（2）確定銑刀的磨鈍標(biāo)準及耐用度根據(jù)機械加工工藝手冊表9.4-6，取粗銑高速鋼鑲齒圓柱銑刀磨鈍標(biāo)準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。（3）確頂機床主軸轉(zhuǎn)速 。工序70 半精銑（1）確定切削用量a確定背吃刀量半精銑時，背吃刀量一般為0.52mm，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=1.3mm。b確定進給量 根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表5-72，選擇每齒進給量為0.3mm/z. c選取切削速度 根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表5-72，選擇切削速度。（2）確定銑刀的磨鈍標(biāo)準及耐用度根據(jù)機械加工工藝手冊表9.4-6，取粗銑高速鋼鑲齒圓柱銑刀磨鈍標(biāo)準為0.5mm，

21、由表9。4-7查得刀具的耐用度。（3）確頂機床主軸轉(zhuǎn)速 。工序90 精銑（1）確定切削用量a確定背吃刀量精銑時，精銑時一般為0.11mm或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.5mm。b確定進給量 根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表5-72，選擇每齒進給量為0.12mm/z. c選取切削速度 根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表5-72，選擇切削速度。（2）確定銑刀的磨鈍標(biāo)準及耐用度根據(jù)機械加工工藝手冊表9.4-6，取粗銑高速鋼鑲齒圓柱銑刀磨鈍標(biāo)準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。（3）確頂機床主軸轉(zhuǎn)速 。工序60 粗鏜（1）確定切削用量a 確定背吃用量粗鏜時，為提高效率，

22、一般選擇鏜削背吃刀量等于加工余量，一個工作行程鏜完，所以粗鏜大孔時加工余量為4mm，選擇背吃刀量b 確定進給量和切削速度c 根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表5-69，選擇進給量為0.5mm/r 切削速度為0.5m/s.（2）確定鏜刀的磨鈍標(biāo)準及耐用度根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表3-7取半精鏜時單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。（3）確認機床主軸轉(zhuǎn)速d工序80 半精鏜（1）確定切削用量a 確定背吃用量半精鏜時，半精鏜時一般為0.51.5mm或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.8mm。b確定進給量和切削速度c根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表5-69，選擇進給量為0.5mm/r

23、 切削速度為0.45m/s.（2）確定鏜刀的磨鈍標(biāo)準及耐用度根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表3-7取半精鏜時單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。（3）確認機床主軸轉(zhuǎn)速工序100 精鏜（1）確定切削用量a 確定背吃用量取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.3mm。b確定進給量和切削速度c根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表5-69，選擇進給量為0.3mm/r 切削速度為0.4m/s.（2）確定鏜刀的磨鈍標(biāo)準及耐用度根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表3-7取半精鏜時單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。（3）確認機床主軸轉(zhuǎn)速工序50鉆孔（1） 確定切削用量 a. 確定背吃刀量 因為第一次鉆孔的加工余量為

24、9.8mm。一次工作行程鉆完，所以選擇背吃刀量a=9.8mm。 b. 確定進給量 根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表5-64，選擇進給量f為0.5mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s（3）確定鉸刀的磨鈍標(biāo)準及耐用度根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表3-7,取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度T=100min。6.夾具的設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工零件曲柄時，需要設(shè)計專用夾具。機床夾具（夾具）是在機械加工中使用的一種工藝裝備，它的主要功能是實現(xiàn)對被加工工件的定位和夾緊。通過定位，使被加工工件在夾具中占有同一個正確的加工

25、位置；通過夾緊，克服加工中存在的各種作用力，使這一正確的位置得到保證，從而使加工過程得以順利進行。本夾具是工序鉆孔10H9而設(shè)計的專用夾具，加工曲柄零件小孔的夾具，根據(jù)課程設(shè)計任務(wù)要求中的設(shè)計內(nèi)容設(shè)計鉆床，需要設(shè)計加工小孔10H9的鉆床夾具一套。6.1確定定位方案，選擇定位元件 每道工序的定位方案需要根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)、加工方法和具體的加工要素等情況來確定。見機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表得：加工平面上的通孔必須限制的自由度是X、Y方向的移動自由度和轉(zhuǎn)動自由度；內(nèi)孔為工件定位基準，短心軸限制X、Y的移動自由度；長心軸限制Y、X的移動自由度和轉(zhuǎn)動自由度。結(jié)合本零件的實際情況，考慮工件的加工結(jié)構(gòu)，可以采用“一面兩銷”的定位方式。采用mm和mm的孔作為兩銷的位置，而以的端面作為主要定位面加工H9。本工序要求保證的位置精